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基于plc在自动配料控制系统学 生 姓 名：_学 号：_专 业 班 级：_指 导 教 师：_摘要自动配料系统的恒流量控制采用PID调节，流量计量控制是计量偏差与变频调速的结合。依据系统工艺流程介绍了配料系统的流量控制方式和系统控制过程，详细讲述了PLC的选型及PLC配料系统变频控制中的硬件设置、参数设定和软件设计过程。关键词：自动配料;PLC;控制;变频调速- 1 -基于plc在自动配料控制系统目录摘要- 1 -引言11配料系统概述21.1系统特点21.2RH真空处理装置自动控制系统21.3系统独特优势71.4监控软件71.5硬件特点82配料系统自动控制82.1自动控制配料系统82.1.1自动配料系统的种类82.2自动控制原理92.3自动配料系统的优点92.4自动配料系统的设计102.5监控系统的结构与功能112.5.1监控系统的结构112.5.2监控系统的功能122.6监控系统控制过程132.6.1前配料监控系统的控制过程132.6.2后配料监控系统的控制过程132.6.3监控系统报警控制过程142.7系统人机界面142.7.1前配工艺152.7.2后配工艺152.7.3其他人机界面152.8技术特点162.9工作原理163基于PLC控制的自动配料系统的应用173.1 自动配料系统的构成173.2 系统控制流程193.3 PLC控制系统硬件设置193.4 变频器选型及其功能设定204 PLC控制系统软件设计22结束语23致谢24参考文献25I基于plc在自动配料控制系统引言自动配料系统是精细化工厂生产工艺过程中一道非常重要的工序，配料工序质量对整个产品的质量举足轻重。自动配料控制过程是一个多输入、多输出系统，各条配料输送生产线严格地协调控制，对料位、流量及时准确地进行监测和调节。系统由可编程控制器与电子皮带秤组成一个两级计算机控制网络,通过现场总线连接现场仪器仪表、控制计算机、PLC、变频器等智能程度较高、处理速度快的设备。在自动配料生产工艺过程中，将主料与辅料按一定比例配合，由电子皮带秤完成对皮带输送机输送的物料进行计量。PLC主要承担对输送设备、秤量过程进行实时控制，并完成对系统故障检测、显示及报警，同时向变频器输出信号调节皮带机转速的作用。1配料系统概述我公司研发的PCS自动配料系统可用于：冶金生产线自动配料水泥生产线自动配料橡胶生产线自动配料搅拌站自动配料复合肥生产线自动配料合金材料生产线自动配料硅铁生产线自动配料石灰窑配料自动控制焦化产生产自动配料PVC塑胶压延生产线计量配混本系统是专为冶炼行业而设计的智能化、多功能配料控制器系统可自动控制冶炼行业的整个生产过程实现冶炼行业生产数据管理，并可通过电话实现系统远程维护。1.1系统特点1：采用日本欧姆龙可编程序控制器（PLC）为核芯，体积小，精度高，稳定性能好.2：可同时控制多台秤,多种不同物料或控制输出(根据工艺而定)3：智能化控制配料时间，配料各秤之间无任何等待，使得配料周期缩短，提高配料速度和产量。4：最新的WINXP系统平台，运行更快速，更稳定，实时动态生产画面，展现生产进程，操作直观、清楚、自动恢复功能。5：强大报表功能，能大量记录储存各类数据和制表打印，自动于每次生产完成后编印配料报表，并提供日期，时间，报表编号及每种物料的实际消耗量等资料；报表提取采用PC手动查询方式，生产结束报表寄存在电脑内部，可无限次读取，保证生产报表的正确性和完整性。6：操作简单，本系统具有手动，半自动，全自动三种生产模式。1.2RH真空处理装置自动控制系统由于国际市场对纯净钢和超纯净钢的需求不断扩大，特别是20世纪80年代以来，由于汽车厂家对钢板的抗锈性能提出了更高的要求，使得纯净钢开发技术成为一个全球性的热点，也成为衡量一个国家钢铁生产水平的标准。RH真空循环脱气方法是1959年德国鲁尔钢公司(Ruhrstahl)和海罗尔斯公司(Heraeus)共同开发的工艺，运用真空循环脱气原理，主要靠钢水中的氧在真空槽中进行脱碳，利用钢水的循环流动来达到去除钢水中氢、氮、氧等有害气体及固体夹杂物和深脱碳的目的，以进一步提高钢水纯净度。RH的工艺流程如图2.1：钢包车接受吊车吊来从LF或转炉（初炼炉）过来的装有钢水的钢包，钢包车运送钢包到处理位。当钢包车到达真空处理位后，真空系统开始预抽真空。同时，启动测温定氧取样枪在钢包中对钢水进行测温定氧和取样及测量钢渣的厚度。然后启动钢包液压顶升系统提升钢包，使真空槽的浸渍管完全插入到钢水中，根据钢渣的厚度和钢水的高度，调整浸渍管到适当的插入的深度，停止钢包上升，锁定液压系统。打开真空阀，钢液被吸入真空槽，由于浸渍管的上升管的驱动气体的注入钢液开始循环。然后根据不同的工艺要求进行吹氧、添加合金进行成分调整等。真空处理结束时，关闭真空阀，停抽真空，用空气破真空，当真空槽的压力回到大气压力时，启动钢包液压顶升系统下降钢包，让浸渍管离开钢水，并由氩气切换到氮气。然后启动测温取样枪对钢水进行测温定氧和取样及定氢。处理完后，将钢包车移动到保温剂添加位，根据工艺情况可由操作人员或过程计算机根据钢种和来钢情况设定喂丝长度，人工进行喂丝处理。喂丝后，由操作人员加入适当的保温剂，最后钢包车开出，由起重机吊出钢包。图2.1工艺流程图RH控制系统采用两级控制系统组成：一级基础自动化系统和二级计算机控制系统。在一级基础自动化系统中完成其逻辑控制和控制回路的调节控制，二级过程控制级是从基础自动化系统采集过程生产数据，根据生产计划进行模型运算，优化出生产参数下送到基础自动化系统执行操作。系统的控制结构如图.所示。图2.2系统控制结构在操作室设置三套工业控制计算机操作站，配备相应的打印机及网络交换机，另外配置一台工程师编程笔记本，组成HMI操作系统。操作站配置监控开发系统，工程师站配备编程工具。主控制室内设置PLC柜，配置主体部分采用远程I/O。在顶枪、预热枪阀站设置远程I/O站，将分散的信号统一通过现场总线传送到中央控制室的CPU，进行集中监控。信号较多的操作箱I/O信号，通过就近对应的远程I/O站将信号传送到中央控制室的CPU。L2服务器通过以太网连接到L1的操作站系统，进行数据交换。L2的操作员终端安装在基础自动化中央控制室，操作员通过HMI与L2进行对话。RH真空处理装置自动控制系统采用2套西门子公司CPU416-3型号的PLC用于生产过程控制，并完成整个生产过程的电气、仪表控制功能。通过工业以太网和PROFIBUS总线进行网络通信，通信系统包括PLC之间、PLC与上位计算机之间以及PLC与其他智能设备间的通信。上位机采用西门子工控机，通过工业以太网连接，与下位PLC和二级自动化系统进行实时通讯，实现对设备系统的控制监视、数据采集、故障报警、报表打印等多种功能；主传动控制通过PROFIBUS-DP网与变频控制器通讯，仪表自动化系统采用PROFIBUS总线链接，采集过程信号进行监控。PLC软件采用Step7V5.3进行编程，利用顺序控制和回路控制结合的方法实现自动控制。对枪的升降、钢包车走行、槽台车运动基本上均采用顺序控制方法，实现手动和自动控制。对于流量、压力、温度等仪表控制，采用PID的控制策略，因为在当今工业过程中，常规的PID控制器因为其良好的鲁棒性、控制简单以及较高的可靠性仍然是运用最广泛的控制器。在闭环系统中，PID控制器的三个参数必须通过整定来达到满意的控制效果。PID控制器表示为：则输出可以表示为：其中Kp为比例增益；Ki=Kp/Ti为积分增益；Kd=KpTd为微分增益。对于PID控制来说，只有在参数Kp，Ki，Kd的适当配合下才能使系统的过渡过程达到快速、平稳、准确的要求，获得满意的控制效果。PID参数的整定就是根据被控对象特性和所希望的控制性能要求决定三个参数Kp，Ki，Kd。图2.3温度串级控制系统在预热枪的温度控制系统中，由于系统是一个大滞后的系统，所以采用串级控制的方式，温度调节为主回路，流量调节为辅回路，内环的流量调节回路可以快速响应温度变化，外环的温度回路根据槽温情况进行调节，如图3。这样可以及时消除流量波动对槽温度的影响和温度回路的扰动影响，保证真空槽温度的稳定。根据热RH的工艺对计算机监控系统的要求，用组态软件WinCC6.0开发了系统的监视与控制画面，系统可以对现场过程数据的动态监视功能、历史数据的归档功能、异常信号的报警功能、现场操作的指导功能和对生产过程的控制功能等。上位监控画面主要包括各子系统监视画面、趋势画面、报警画面和辅助画面等。图4是顶枪系统的运行画面，图中所示顶枪处于补充加热模式，操作场所选择中央控制，控制方式为中央自动控制。图5是预热枪系统的运行画面，图中所示预热枪处于中央操作燃烧状态。图41#顶枪系统补充加热运行画面图51#预热枪自动燃烧系统运行画面1.3系统独特优势1：PLC处理数据能力强,采样速率快速稳定，配料工艺完全可满足工艺要求配料2：工艺可根据用户来设定3：可靠性好,系统有两种控制方案（触摸屏和工控机方案）当其中的外种有故障时另外一台马上切入运行不影响生产,能够杜绝生产故障时出现生产失控现象4：实时图形显示生产流程和文本显示生产过程,方便操作员操作5：文本文件显示生产报表,配方报表等(有多项打印内容由用户自行选用)强大的报警提示功能,可以将废品率降到最低程度6：配料均匀性，各骨料放料时采用变频器控制放料速度使的各骨料在相等的时间内放完，保证了配料的均匀性1.4监控软件线上自动监控软件:人与生产线之间的关系由被动转为主动,一旦生产出现异常情况,计算机系统立即主动发警报给相关人员,主动做提醒功能,通过实时的在线监视器,随时监控生产的重要信息.1.5硬件特点本系统硬件均采用国际名厂出品的元件，性能极为可靠：按钮开关选用日本产品开关继电器采用高质量进口产品PLC采用日本欧姆龙公司产品电源采用隔离防雷保护系统电源系统采用浪涌吸收保护。2配料系统自动控制2.1自动控制配料系统自动配料系统是一种用于工业（如混凝土配料），农业（如饲料配料）生产上自动化的配料设备，通常是由带有自动配料算法软件的电脑（微机）作为其自动配料的控制系统。2.1.1自动配料系统的种类1，主从式分布控制微机配料控制系统这种全自动配料控制系统的设计是采用主从式结构，将多台单片微机连接成功能强大的系统，可应用于大型混凝土配料站，同时配料的物料可以多达种。2，失重秤自动配料系统在化工、建材、冶金等行业经常要进行多种物料的连续配料,因此经常使用失重秤.由于失重秤秤体是基于斗式秤的结构,能直接进行砝码标定,通过对秤斗各瞬间重量的测试计算出实际排料量,再进行闭环调整,从而可以达到较高的控制精度,一般而言累计精度为0.5%.由于是斗式结构，标定,这种系统维护也比皮带秤容易得多.3，率值自动配料系统率值配料不是一个新概念。早在1987年河南硅酸盐学会的刘笃新工程师在河南建材上发表的关于水泥生料配料公式研究中就提出了率值配料的概念，1991年还出版专著水泥生料配料的率值公式法，详细探讨了生料反馈回调的各种方法，证明在原材料成分波动时单控制生料CaO、Fe2O3不能稳定生料三率值，进一步明确了率值配料的概念。他没有止步于揭示钙铁控制的缺陷，而是进一步研究了6种回调方法，提出了钙铁控制下保证率值合格的最佳回调方法，最大限度地避免了钙铁控制的缺陷。水泥厂目前普遍采用的回调方法实际上就是刘笃新工程师倡导的方法。此后，率值配料的理论并没有新的突破。目前率值配料的基本假定是：要实现率值配料必须要测定出生料硅、铁、铝、钙4种化学成分。烟台昌晖仪表自动化技术有限公司专业生产、销售灌装机，主要灌装机产品有定量灌装机、称重灌装机、液体灌装机、食用油灌装机、单头灌装机、双头灌装机、多头灌装机、小包装灌装机、中包装灌装机、自动灌装机、定量灌装机、半自动灌装机、油脂灌装机、自动液体定量灌装机、自动液体灌装机、车间计量灌装机、液体灌装机械、计量灌装设备、流量计量设备、自动配料控制系统、自动配料、定量配料秤、食品灌装机等灌装设备，plc自动配料系统、自动配料控制系统、封闭式自动配料系统、配料系统、配料控制系统、称重配料系统、电子配料系统、自动配料、自动配料机等配料系统。2.2自动控制原理可控制至种物料的加料过程，具有自适应和自学习功能，配料时自动除皮，自动零位跟踪，自动补偿与修正过冲量，使配料计量更准确；可以分别对个物料控制开关的快速加料、粗计量加料和精计量加料等参数进行设置，以适应不同物料的性质；调校方便，迅速。可选择全自动、半自动、半手动或全手动控制配料机配料作业生产过程；输出控制全部采用无触点开关，大大延长控制系统使用寿命；带有手持控制开关控制配料作业，方便生产操作；具有预设配料方案功能，永久保存、快速选择与切换组配料作业，每组包含种配料重量；红外遥控器键盘操作，灵活、方便、可靠；通过遥控键盘，显示最近组的历史配料重量。卸料前可以使用遥控键盘单独控制加料阀门，人为微调配料结果；可灵活设置配料数据、控制参数和各种系统数据，输入特别方便。永久保存所有重要设置数据；具有阀门控制开关调试、测试模拟工作功能，用于检修、参数测试；手动方式可以单独控制个加料开关和个卸料开关；内带微型打印机，种打印方式，可选择自动打印配料数据或手动打印；自动判断打印机是否开启，相应处理打印功能。2.3自动配料系统的优点本系统可自动根据配方要求控制移动配料称量车自动在24（可以更多）个料仓下完成多种料的计量配料，到每个排料口自动卸料，控制室内采用工控计算机及PLC系统（DCS），移动配料称量车上安装称重专用控制仪表（简称下位机）和电子秤，上、下位机之间通过通讯线连接。上位机操作使用汉字菜单和图形显示，屏幕动态显示移动配料称量车位置，动态显示配料重量，自动监测系统是否正常，整个配料线状态在工控计算机屏幕上可一目了然，系统还可记录打印各次配料结果，打印日报表、月报表,电脑最多存储100个配方。技术指标:配料精度达0.15%应用范围及领域*新建耐火材料配料生产线和老生产线改造及其它适用移动配料的工艺生产。适用于定型耐火材料，金属加工、碳素等行业对小颗粒及粉状多种物料按预定比例配方进行计重配料，多种物料需要分别放置，并同时起运输作用的计量设备。生产过程中它可以按工艺流程要求，根据预定配方，对多种物料按固定比例重量值将物料加入料斗内，当称量显示到量后（即完成每一种物料的称重计量），再按照卸料程序将物料一次或分步多次卸入指定混合机入料口。双斗防尘耐火材料配料小车分双斗双秤式和单斗单秤式两种。配料小车既可以由人工操作，组成半自动配料系统。亦可和微机PLC配料监控系统组合成全自动配料系统。全自动配料系统具有设备全自动控制功能和称重数据管理功能，可以记录所有配料数据和统计报表，便于信息化管理。功能*用于对粉状、散粒状物料（如耐材生料、金属粉末、水泥、粉煤灰和煤粉等物料）进行连续输送、动态计量、自动配料的配料小车和微机PLC监控系统。配料小车以电机驱动进行物料的接收、计量和输送。自动称重称量装置由料斗、传感器、称重仪表组成。称量能力最大为10000kg。微机监控系统和?PLC?对加载到自动小车的物料进行称重、流量控制，从而实现精确计量和配料。它克服了传统配料系统的间隙式生产、劳动强度大、精度无法保证的缺点，采用?PLC?控制、变频控制等技术有效地解决了实时控制和动态计量精度的矛盾。作为动态连续计量、配料的整机式自动化控制装置，本系统可为各种工业现场的生产控制、管理提供准确的计量数据和控制手段。配料小车种类*配料小车可以采用单斗、双斗、三斗等形式。微机PLC全自动配料系统适用于定型、不定型耐火材料以及其它行业的配料自动化控制。我公司为用户定制设计、制造“耐火材料配料小车”、“耐火材料自动配料控制系统”、“耐火材料定量包装系统”等，并提供“自动化配料生产线”设计、咨询及成套交钥匙服务。2.4自动配料系统的设计称重方式选择，给料方式选择，生产线结构在精细化工生产工艺中，自动配料系统是一道非常重要的工序，它由前、后配料两个子系统组成。前配料系统在总控微机系统的控制下，将五钠、芒硝、纯碱等固体原料与烧碱、磺酸、泡花碱、水等液体原料在配料锅里搅拌后形成料浆。料浆经老化、暂存后被高压泵打人喷粉塔内，由热风干燥后形成基粉。前配料系统主要完成主料和各种配料的称重、配比。后配料系统将前配料系统形成的基粉通过电子皮带秤和传送带送人预混器，与泵人的香精、非离子等原料混合后，由传送带送人成品仓。后配料系统实现了对输送物料流量的计量。自动配料系统采用DCS集散控制方式，选用西门子S7300PLC构成数据采集控制系统，模块化设计，经济实用。人机界面监控软件采用国内工控领域头牌组态软件“组态王”，具有开放性好、便于用户维护和二次开发的优点。系统所有过程控制数据及设备运行状态可集中管理、实时记录，随时打印和查阅。2.5监控系统的结构与功能自动配料监控系统由计算机、机柜和外围设备（前配料秤、后配料秤、料位机）组成。2.5.1监控系统的结构自动配料监控系统由两台计算机作为整个系统的人机界面。其中一台为主站，完成全部系统参数设定、过程监控、数据记录；另一台作为从站，以主站为依托，主管后配料系统的数据设定、过程监控。主站直接同西门子S7300PLC系统、前配料秤自动控制仪表和后配料秤相通信。图l为前配料系统监测控制框图，图2为后配料系统监测控制框图。前配料监控系统现场采用密封型接线盒，防尘、防潮，可确保信号传输可靠。前配料秤仪表采用专用工业过程控制仪，通过RS一485总线与中控室实现通信，既可独立控制，又可实现PLC联机控制。各阀位及卸料器位置信号检测采用霍尔传感器，具有无触点、抗干扰、抗粉尘、耐潮湿的特点。料仓仓位采用重锤式料位计，可实现连续仓位检测。后配料监控系统主秤采用高精度配料皮带秤，附料采用减量秤（失重秤），非离子泵、香精泵、流量检测采用间接方式，即通过压力变送器实时检测管道压力，由压力变化判断出料口、进料口是否堵塞。2.5.2监控系统的功能监控系统具有人机交互、通讯、显示及存储、打印等功能，并具有数据、图形显示，状态监控、数据输入、信息存储等各种有关操作的功能画面。系统可实现实时过程数据监视、模拟显示工艺流程、实时数据记录查阅、系统操作员权限设定、工艺参数设定、设置运行过程事件报警及手动与自动控制切换。监控系统中现场控制仪表实时显示流量、载荷、累计值、温度等。温度指示通过现场温度显示仪表、压力指示通过现场压力显示仪表及电机的电流经现场显示仪表远传至中控室集中显示。变频器调节配备自动切换开关，与主控计算机通讯。2.6监控系统控制过程2.6.1前配料监控系统的控制过程2.6.11自动称料自动称料控制单元主要为l0台称重控制仪表，PLC作为辅助控制系统，计算机人机界面显示配比参数（配方）及监控记录实时数据。在自动控制方式下，单击前配工艺画面中自动配料“启动”按钮，或前配控制柜“启动”按钮，称重控制仪表就按设定好的配方打开10台秤的称料阀。如果系统检测到某台秤配料阀未关，会发生报警并进入暂停状态。每台秤根据称料快慢设有提前量，当控制仪表检测到秤称料重量达到设定值时，会减去提前量，控制仪表则关闭进料阀。提前量可人为修正或自动修正，使控制仪表控制配料秤每次配料精度达到设定的目标值。2.6.12自动配料自动配料是将已经称好的原料按一定的顺序投放到搅拌锅中，同时开启搅拌和加热。这一控制过程由温控仪表与PLC共同完成。温控仪表控制温度上限，加热由PLC控制完成。自动配料有固定顺序和可编程序两种控制方式。在固定顺序方式下，各种原料的放料顺序是固定的，不可改变。在可编程序方式下，各种原料的放料顺序可根据配方在人机界面上人为没定。2.6.2后配料监控系统的控制过程后配料控制以基粉秤的流量检测为基础。控制主机通过RS一485通讯方式检测到基粉秤的流量，并根据配比值给出香精泵、非离子泵的控制电流。PLC输出420mA控制香精泵、非离子泵变频器，使香精和非离子的出料苗随基粉秤的流量变化，香精泵和非离子泵配比控制为PID调节控制。失重秤和辅料秤的流量通过RS一485通讯采集到控制主机。主机根据工艺要求配比，计算出相应的跟踪流量传给PLC。PLC给出4-20mA控制电流，控制失重秤、辅料秤的变频器，使相应的配料流量控制在跟踪流最范围。预混器、输送皮带机、分配皮带机及除伞风机设有现场肩停按钮，经远程控制转换，连接到中控室，可通过唇配柜卜的启停按钮实现设备的启停控制，也可操纵人机界面后配工艺上的启停按钮通过控制PLC实现启停。2.6.3监控系统报警控制过程2.6.3.1报警事件自动称料开始时，如果某个放料阀未关，或系统检测不到放料阀关闭信号，系统会发出报警声响，暂停称重仪表的称料过程，并使运行指示灯闪烁。出现报警，自动放料不会进行，待消除故障或认为产生的报警原因不影响放料，按复位按钮后，再按“放料”按钮，则继续放料。2.6.3.2切换报警自动放料开始时，系统首先检查每种原料切换是否到位，如果切换不到位或切换不一致，报警系统开始报警，自动放料就不能进行。通过检查，认为可以放料，按复位按钮后，再按“放料”按钮，则开始放料。2.6.3.3配料锅满报警如果配料锅中已配原料浆未放出，仍往该锅放料，产生报警信号，自动放料就不能启动。待检查确认可以放料，按复位按钮，再按“放料”按钮，则开始进行自动放料。2.6.3.4急停称料过程中，由于紧急情况需要停止称料，按下自锁“称料急停”按钮，各个秤的进料阀就全部关闭，停止称料。需要重新开始称料时，旋起“急停”按钮，再按“启动”按钮，则重新开始称料。自动放料时，按一下“放料急停”按钮，系统会关闭所有放料阀，停止放料、搅拌和输送。2.7系统人机界面主站和从站的人机界面采用组态王组态软件加VB开发的通讯程序，由前配工艺、后配工艺、前配配方、参数设定、历史曲线及报警信息等组成。系统主菜单由一系列按钮组合而成（如图3所示）。当鼠标停留在菜单按钮上时，按钮凸起，单击不同的按钮可进入不同的画面。操作的功能画面主要有两类，一类是显示操作画面，即显示数据（显示方式为数字、曲线、历史趋势等）、供操作人员进行操作的功能软开关和软按钮等；另一类是工艺流程画面，显示设备的工艺布置、工艺流程及相应的检测数据。2.7.1前配工艺前配工艺流程界面中可以实时显示前配料秤的瞬时流量、配方比例、称料配料状态、料位以及阀门关闭信号、锅的温度、电机电流等。在界面上还有其他一些操作，如自动手动控制按钮、自动称料的单次和连续切换按钮、物料按钮及复位按钮等。2.7.2后配工艺后配工艺流程界面可以实时显示基粉秤、辅料秤、失重秤的流量、累积值、重量，显示基粉秤的载荷、预混器电流、卸料器状态、非离子瞬时流量、香精瞬时流量等。在界面上还可以进行一些按钮控制操作，如失重秤的运行与停止、频率调节、手动与自动转换，以及几种物料的配比设定等。2.7.3其他人机界面参数设定界面显示前配料秤的瞬时重量、物料的料位、前配料秤使用状态及各种物料的配料顺序。前配料配方界面是对前配料配方的一些管理，既可以选择已经设定好的任一种配方，也可修改已拟好的配方，或者新拟配方。报表界面可完成成型车间配料工序生产记录，包括各个班的前配报表和后配报表。前配报表记录每种物料秤的重量、时间、锅号，后配报表记录每个班生产的正品量和次品量、每天生产的正品总量和次品总量，并且通过时间框可任意随时查看每天3班的情况。从历史曲线界面上可查看前配料秤的瞬时重量。报警界面可以显示阀门关闭及下料超时、放料超时等报警信号。2.8技术特点功能强，性能全面，芯片少，价格低。先进的温度自动控制算法，温度控制快速，准确。电源输出控制采用大功率晶闸管，线性分级，控制精度高。可靠的看门狗电路，不死机。设置的控制温度、功率档等数据永久保存，开机自动恢复。具有：低、中和高三档功率选择，可适应不同民用需要。具有通水、漏电和超温保护，漏电和超温显示，异常情况锁定等保护功能。使用键盘少，按键功能设计合理，调整、设置与冷热水切换方便。使用遥控器控制，提高使用方便性。具有全面指示功能：显示：当前温度，设置状态，设置温度，功率档次，功率输出，电源极性是否反接；鸣响：按键，漏电和超温报警2.9工作原理AH3K配料系统为传感器提供精密桥源，并接受传感器的输出信号，经内部采集处理后计算并显示出计量斗内物料的重量值。在控制系统启动运行后，通过对计量斗内物料的重量值与各路定值的比较，顺序实现料一、二、三、四的自动上料控制，并能实现自动落差修正，然后等待左（右）卸料允许信号，来实现自动左（右）卸料。卸料完成后，罐数自动加1，重新上第一种物料，开始第二个配料周期，实现全自动配料。3基于PLC控制的自动配料系统的应用自动配料系统是精细化工厂生产工艺过程中一道非常重要的工序，配料工序质量对整个产品的质量举足轻重。自动配料控制过程是一个多输入、多输出系统，各条配料输送生产线严格地协调控制，对料位、流量及时准确地进行监测和调节。系统由可编程控制器与电子皮带秤组成一个两级计算机控制网络,通过现场总线连接现场仪器仪表、控制计算机、PLC、变频器等智能程度较高、处理速度快的设备。在自动配料生产工艺过程中，将主料与辅料按一定比例配合，由电子皮带秤完成对皮带输送机输送的物料进行计量。PLC主要承担对输送设备、秤量过程进行实时控制，并完成对系统故障检测、显示及报警，同时向变频器输出信号调节皮带机转速的作用。3.1 自动配料系统的构成该自动配料系统由5台电子皮带秤配料线组成，编号分别为1#、2#、3#、4#、5#、，其中1#4#为一组，1#为主料秤，其余三台为辅料秤。当不需要添加辅料时，5#电子秤单独工作输送主料。系统具有恒流量和配比控制两种功能。对于恒流量控制时，电子皮带秤根据皮带上物料的多少自动调节皮带速度，以达到所设定流量要求。以主秤（1#）系统工艺流程来分析，工艺流程如图1所示。自动配料系统加电后，皮带驱动电机开始旋转，微处理机根据当前操作控制电机转速。料斗中的物料落在落料区，经皮带运送到达称重区，由电子皮带秤对皮带上的物料进行称重。称重传感器根据所受力的大小输出一个电压信号，经变送器放大，输出一个正比于物料重量的计量电平信号。该信号送至上位机的接口，经采样后并转换成一个流量信号，在上位机上显示当前流量值。同时将此流量信号送至PLC接口，与上位机设定的各种配料给定值进行比较，然后进行调节运算，其控制量送至变频器，以此来改变变频器的输出值，从而改变驱动电动机的转速。调整给定量，使之与设定值相等，完成自动配料过程。 图1：系统工艺流程流量就是一定时间内皮带上走过的物料量。电子皮带秤称量的是瞬时流量，上位机给出的是设定流量，二者在实时计量中有所偏差。在流量实际控制中采用工业控制中应用最为广泛的PID调节，根据流量偏差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制，控制量输入和输出（误差）之间的关系在时域中可用公式表示如下：公式中e（t）表示误差、控制器输入，u（t）是控制器的输出，kp为比例系数，Ti为积分时间常数，Td为微分时间常数。图2为系统流量PID闭环调节结构图。在生产过程进行自动调节时，以主料成分的流量计量为依据，根据生产工艺要求通过上位机设定出总流量及主、辅料配比参数，按配方比例掺杂其余辅料。流量计量控制是计量偏差与变频调速的结合，具有结构简单、稳定性好、工作可靠和调整方便等优点。 图2：流量PID闭环调节3.2 系统控制流程当系统开始工作时，启动配料生产线。首先系统程序进行初始化，通过上位机或触摸屏设置配料配比，检查料斗有无物料。若无物料，向料斗送料，启动配料生产线，由电子皮带秤进行称重并实时计量，CPU计算得实时流量及累计流量。若设定流量与实际流量有偏差，调节器根据系统控制要求比较设定值与实际流量的偏差，经PID调节改变输出信号以控制变频器对输送电机的速度调节，从而实现恒流量控制。根据配比各辅料同时混合计量，并按配方工艺要求添加。系统主程序控制流程如图3。图3：系统主程序控制流程3.3 PLC控制系统硬件设置系统中主、辅料秤由可编程控制器（PLC）和上位机实现两级控制。现以1#4#四台电子皮带秤的PLC控制分析为例，每一电子皮带秤有一台皮带驱动电机，两个料位传感器，一个速度传感器，一个称重传感器，一台变频器，它们构成了被控对象。电动机的启、停由开关量控制，PLC数字量输出信号作为变频器的控制端输入信号，经变频器调制输出高频脉冲给皮带驱动电机。料位传感器检测料斗有无物料，速度传感器测量电机的转速。系统需8个数字量输入信号，25个开关量输入信号和24个开关量输出信号，I/O点总数量为57。I/O点数量和类型如表1所示。表1：PLCI/O口数量和类型公司的SIMATICS7-/300，属于模块化小型PLC系统，各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。根据系统被控对象的I/O点数以及工艺要求、扫描速度、自诊断功能等方面的考虑，选用SIEMENS公司S7-300系列PLC的CPU315-2DP。CPU315-2DP是唯一带现场总线（PROFIBUS）SINECL2-DP接口的CPU模板，具有48KB的RAM，80KB的装载存储器，可用存储卡扩充装载存储容量最大到512KB，最大可扩展1024点数字量或128个模拟量。根据统计出的I/O点数选择一个直流32点和一个16点的SM321数字量输入模块和一个32点SM322继电器输出模块。3.4 变频器选型及其功能设定三菱公司提供了FR-A540系列变频器与该公司的标准电机相匹配时的技术参数。采用三菱的标准电机，1#皮带机额定功率2.2KW，24#皮带机额定功率为0.4KW，额定电压380V，额定电流5A，转速1420r/min，调速范围1201200r/min。三菱FR-A540变频器自带有PID调节功能，根据自动配料系统生产工艺要求进行PID控制，需要检测设定的部分参数设定如下： Pr.1=50 Hz， Pr.2= 5 Hz，本系统Pr.18=120 Hz不变。 Pr.19=9999，与电源电压相同 Pr.7=2s，加速时间（7.5K以下出厂设定值5s，03600s/0360s）Pr.8=2s，减速时间（7.5K以下出厂设定值5s，03600s/0360s） Pr.9 由电机额定值决定 Pr.14=0，适用恒转矩负载 Pr.79=3，外部/PU组合操作模式 Pr.183=8，实现RT开关=REX开关 Pr.128、Pr.129、Pr.130、Pr.131、Pr.132 、Pr.133、Pr.134根据现场PID调节具体要求来设定。4 PLC控制系统软件设计STEP7是西门子的S7-300系列PLC所用的编程语言，它是一种可运行于通用微机中，在WINDOWS环境下进行编程的语言。通过STEP7编程软件，不仅可以非常方便地使用梯形图和语句表等形式进行离线编程，并通过转接电缆可直接送入PLC的内存中执行，而且在调试运行时，还可在线监视程序中各个输入输出或状态点的通断情况，甚至进行在线修改程序中变量的值，给调试工作也带来极大的方便。STEP7将用户程序分成不同的类型块。程序块分为两大类：系统块和用户块